大數(shù)據(jù)時(shí)代下的城市供水管網(wǎng)漏損管理

◎ 安恒環(huán)境科技（北京）股份有限公司 王志軍

節(jié)能降耗是城鎮(zhèn)供水企業(yè)在運(yùn)營過程中長(zhǎng)期面臨的挑戰(zhàn)，供水管網(wǎng)的漏損控制作為節(jié)水節(jié)能主要措施，日益受到各地自來水公司的重視，成為日常工作中的一項(xiàng)重要工作。

據(jù)中國水協(xié)統(tǒng)計(jì)，目前我國自來水公司的平均產(chǎn)銷差在20%左右，嚴(yán)重影響各自來水公司的盈利能力，更重要的是經(jīng)過長(zhǎng)距離調(diào)水和復(fù)雜處理，寶貴的飲用水被損失，造成水資源和能源的浪費(fèi)。而當(dāng)供水管網(wǎng)漏損發(fā)展為供水管網(wǎng)爆管事故時(shí)，不僅會(huì)造成城市的交通癱瘓、財(cái)產(chǎn)損失等社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，而且可能導(dǎo)致人身安全受到損傷。供水管網(wǎng)爆管是多因素影響的復(fù)雜問題，包括施工不當(dāng)、材質(zhì)老化、不均勻沉降、承重異常、管道調(diào)度壓力劇變等原因，已經(jīng)成為城市處置應(yīng)急突發(fā)事件的的重要內(nèi)容之一。

盡管突發(fā)供水管網(wǎng)爆管給我們帶來了很大影響，但是由于爆管發(fā)生的時(shí)間快，搶險(xiǎn)預(yù)案較為完備、搶險(xiǎn)施工及時(shí)，其損失的水量其實(shí)相對(duì)比例很小，而真正優(yōu)質(zhì)水資源流失嚴(yán)重的是我們平時(shí)看不見摸不著的暗漏。據(jù)國際水協(xié)（IWA）的A.L.R.模型統(tǒng)計(jì)，一般暗漏的發(fā)現(xiàn)都需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間（有些甚至要長(zhǎng)達(dá)在一年以上），一個(gè)暗漏在一年時(shí)間內(nèi)所流失的水量相當(dāng)可觀。目前國內(nèi)自來水公司的漏失管理主要停留在人工聽漏巡檢的階段，這種方式完全依靠檢漏工的經(jīng)驗(yàn)和步行沿管道檢測(cè)，其漏損檢測(cè)的效率非常有限。因此，建立一套能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和評(píng)估暗漏的體系將會(huì)從漏損管理的方法上得到有效的改善，節(jié)水效果將是非常明顯的。

在此背景下，安恒集團(tuán)與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心參考國外先進(jìn)的技術(shù)并結(jié)合國內(nèi)實(shí)際國情，提出了供水管網(wǎng)漏失管理與優(yōu)化運(yùn)行新理念和新技術(shù)，并在北京石景山區(qū)的某小區(qū)建立了應(yīng)用示范點(diǎn)。在該應(yīng)用示范點(diǎn)內(nèi)，雙方首先建立了一套基于分區(qū)計(jì)量以及Leakview?管理平臺(tái)的綜合評(píng)估體系，這個(gè)評(píng)估體系可以通過數(shù)據(jù)分析研究供水管網(wǎng)漏損狀況、漏損的主要原因，有助于供水企業(yè)對(duì)供水管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，更系統(tǒng)的分析管網(wǎng)漏損狀況，預(yù)估采用區(qū)域壓力控制方案的ROI（投入回報(bào)比），以便選擇最適合的漏損控制策略，有效提高供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管理、服務(wù)水平。

在建立標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估體系的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用了流量法、壓力法和噪音法，可以快速地定位漏點(diǎn)，變被動(dòng)檢漏為主動(dòng)檢漏，而且可以根據(jù)需要靈活選擇巡檢或固定式的檢漏方法。目前這種方法在北京、上海等地已經(jīng)開始使用，隨著傳感器成本的逐漸降低，這種方法應(yīng)該可以得到更廣泛的推廣。

通過在線壓力監(jiān)測(cè)，可以對(duì)供水管網(wǎng)壓力按需進(jìn)行精細(xì)化、智能化、自動(dòng)化調(diào)整，有效克服冗余壓力帶來的背景漏失和能耗，壓力管理對(duì)于節(jié)水節(jié)能的作用得到了供水企業(yè)的一致認(rèn)可。但是目前多數(shù)供水企業(yè)主要采用的是出廠水壓力管理的方式，這實(shí)際上是一種較為粗放的管理方式，主要改變了主管網(wǎng)的供水壓力，但在小區(qū)或者靠近水廠的地區(qū)還存在較大的冗余壓力。安恒集團(tuán)近些年在東北某市實(shí)施了多個(gè)獨(dú)立計(jì)量區(qū)壓力控制管理區(qū)，主要針對(duì)城市快速擴(kuò)張進(jìn)程中普遍存在的城中村供水壓力進(jìn)行管理，白天維持正常壓力供水，夜間只保持一個(gè)基本供水需求。目前這些壓力管理區(qū)域運(yùn)行穩(wěn)定，總服務(wù)人口約為1.5萬戶，日均節(jié)水2720m3，年節(jié)水約100萬m3，相當(dāng)于該市五天的總用水量。不僅如此，在完成對(duì)這些城中村壓力控制之后，城市主管網(wǎng)供水壓力提升了2米，折合成水廠出廠主泵站消耗的電能，是一筆可觀的節(jié)約，真正做到了節(jié)能降耗。同時(shí)經(jīng)過實(shí)施和總結(jié)，我們認(rèn)為這種區(qū)域壓力管理方式非常適合城中村的管理和一些拆遷地區(qū)的管理，幫助供水企業(yè)解決了常年存在的頭疼問題。

城市供水管網(wǎng)漏損管理，已經(jīng)成為我國城市供水安全保障過程中亟待解決的問題。在國家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的時(shí)代背景下，隨著科研院所、高校的功能從人才培育、科學(xué)研究向社會(huì)服務(wù)的延伸，高等教育、科技、經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)越來越強(qiáng)。尤其是在知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，政產(chǎn)學(xué)研用越來越成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心動(dòng)力和企業(yè)配置市場(chǎng)資源的重要部分。安恒集團(tuán)與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心始終致力于中國水務(wù)發(fā)展方面的研究與應(yīng)用，并一直保持良好的合作關(guān)系。雙方于2012年共同申請(qǐng)了北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科技計(jì)劃課題“基于分區(qū)計(jì)量的供水管網(wǎng)節(jié)水降耗系統(tǒng)的研究與示范”的課題研究，并也同時(shí)參與了十二五“水專項(xiàng)”供水管網(wǎng)課題中的部分內(nèi)容。

目前安恒集團(tuán)與生態(tài)中心所建立的產(chǎn)學(xué)研合作應(yīng)用示范有七個(gè)區(qū)域，總服務(wù)人口約為2萬戶，年節(jié)水約為150萬m3，取得了非常良好的效果和示范效應(yīng)，并且已經(jīng)吸引了大量供水企業(yè)在未來兩年實(shí)現(xiàn)廣泛的推廣。

安恒集團(tuán)與生態(tài)中心形成的產(chǎn)學(xué)研合作一方面建立了供水管網(wǎng)漏失管理的示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗；另一方面，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及“云”技術(shù)日漸成熟的基礎(chǔ)上，通過對(duì)大量傳感器采集數(shù)據(jù)的分析和研究，在大數(shù)據(jù)時(shí)代下實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理的精細(xì)化。依托大數(shù)據(jù)時(shí)代背景，在供水行業(yè)當(dāng)中，當(dāng)流量、壓力、噪聲等傳感器成本越來越低的情況下，我們可以采集的數(shù)據(jù)越來越多，越來越密集，通過對(duì)大數(shù)據(jù)的研究和分析可以實(shí)現(xiàn)精確的生產(chǎn)、調(diào)度、營銷等管理，實(shí)現(xiàn)供水產(chǎn)業(yè)升級(jí)和效率提高。當(dāng)然在“大數(shù)據(jù)”時(shí)代我們會(huì)面臨數(shù)據(jù)擁有權(quán)、隱私性保護(hù)等問題，但相比較效益來說，新科技手段帶來的轉(zhuǎn)變是更為巨大和實(shí)用的。

在“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的背景下，隨著安恒集團(tuán)與生態(tài)中心產(chǎn)學(xué)研合作的進(jìn)一步深入，隨著“云計(jì)算”的日漸成熟，雙方會(huì)深化示范應(yīng)用與科學(xué)研究并行的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的雙輪互動(dòng)，為中國水務(wù)事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量，實(shí)現(xiàn)“智慧城市”、“智慧水務(wù)”的最終目標(biāo)。